风力涡轮机结构的加固制造技术

本发明专利技术的一方面涉及一种使用径向可调节环加强件来加固管状风力涡轮机结构的方法。该环加强件包括通过联接装置联接在一起的一对相邻环区段，该联接装置被配置成允许通过改变那些环区段的相邻端部之间的区段间间隔来径向调节环加强件。所述方法包括以下步骤：将环加强件定位在管状风力涡轮机结构内的加固位置处；以及调节该对相邻环区段之间的区段间间隔，以增加环加强件的半径；并由此利用径向力来接合管状风力涡轮机结构的内表面，该径向力借助于环加强件与管状风力涡轮机结构之间的摩擦来将环加强件保持在加固位置处。摩擦来将环加强件保持在加固位置处。摩擦来将环加强件保持在加固位置处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力涡轮机结构的加固


[0001]本专利技术总体上涉及风力涡轮机(wind turbine)结构，并且特别地，涉及加固(reinforcing)管状风力涡轮机结构的方法。

技术介绍

[0002]水平轴风力涡轮机的常规设计包括塔和机舱。机舱被安装在塔的顶部上，并且支承具有一组叶片的转子以及用于将风的动能转换成电能的发电设备。塔通常是由一系列管状节段(tubular section)构成的(这些管状节段通常由钢或混凝土制成)，这些管状节段被单独地运输至安装地点，在该安装地点，将这些管状节段堆叠在彼此顶上并连结在一起以形成塔结构。
[0003]随着降低总能量成本的趋势，风力涡轮机的尺寸在过去的几十年中已经增加，并且这提出了一些显著的设计挑战。较大的机舱和转子需要较强的支承结构，这往往意味着风力涡轮机塔的管状节段被制成具有增加的壁厚度。然而，这增加了这种塔的材料成本，并且也挑战了常规安装方法。为了降低成本，已知的方法是最小化塔的管状节段的壁厚度，以使可以生产更轻且更经济的塔。然而，必须小心地减小塔的壁厚度，因为这也减小了塔的强度，而这会导致结构脆弱性。
[0004]减小风力涡轮机塔的质量而不损害其强度的一种已知方法包括在被标识为最易受结构弱点影响的区域中构造具有较厚管状节段的塔。然而，这种方法通常太昂贵，因为它潜在地给塔增加了大量不必要的材料。
[0005]另一方法是通过将环加强件(ring stiffener)焊接至塔的内壁或外壁来加固塔的脆弱部分。这种方法有效地扩大或加固了塔的关键区域的横截面。这又具有减小塔节段的弯曲(buckling)长度并且增加塔的抗弯曲性的效果，由此增加塔的强度并且减轻任何结构脆弱性。
[0006]然而，第二种方法的一个问题是焊接过程加热塔的壁，并且可能由焊接过程的热形成的热点可能具有降低塔的疲劳强度的结果。
[0007]正是在这种背景下设计了本专利技术。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术的一方面，提供了一种使用径向可调节环加强件来加固管状风力涡轮机结构的方法。该环加强件包括通过联接装置(coupling means)联接在一起的一对相邻环区段(ring segment)，该联接装置被配置成允许通过改变那些环区段的相邻端部之间的区段间间隔(intersegmental separation)来径向调节环加强件。所述方法包括以下步骤：将环加强件定位在管状风力涡轮机结构内的加固位置处；以及调节该对相邻环区段之间的区段间间隔，以增加环加强件的半径；并由此利用径向力来接合管状风力涡轮机结构的内表面，该径向力借助于环加强件与管状风力涡轮机结构之间的摩擦来将环加强件保持在加固位置处。
[0009]有利地，所述方法被配置成使得附接至该管状风力涡轮机结构的环加强件(仅)借助于摩擦继续保持在适当位置，即，不在环加强件与风力涡轮机结构之间设置任何紧固件或焊接。
[0010]因此，所述方法有利地被配置成加固风力涡轮机结构，并且特别是减轻结构薄弱区域，而不降低风力涡轮机结构的疲劳强度(例如，通过形成热点)。
[0011]在一实施方式中，环加强件是在构造风力涡轮机之后被插入塔中的。而且，风力涡轮机可能已经运行了一段时间。
[0012]在一实施方式中，环加强件是在对风力涡轮机进行部分翻新(partial repowering)期间被插入塔中的，其中，塔被重新使用。部分翻新包括更换和/或升级风力涡轮机的一个或更多个组件。通过将环加强件安装在薄弱点处，该环加强件使得可以以容易且经济的方式增加塔的寿命。该位置可以基于塔强度评估来建立。
[0013]例如，可以将环加强件的半径增加到这样的程度，即，在环加强件与风力涡轮机结构的内表面之间形成过盈配合(interference fit)或摩擦配合，从而借助于摩擦将环加强件保持在适当位置。换句话说，可以将环加强件的半径增大，以使等于或大于管状风力涡轮机结构的内半径。
[0014]在示例中，联接装置可以采取可调节联接装置的形式，该可调节联接装置可操作成控制该对相邻环区段之间的区段间间隔。就“控制”而言，是指可调节联接装置在需要时可以选择性地设定、保持、或者以其它方式维持区段间间隔。调节该对相邻环区段之间的区段间间隔的步骤包括：操作可调节联接装置。
[0015]例如，可调节联接装置可以包括可调节分隔部件或装置，该可调节分隔部件或装置在相邻环区段之间延伸，从而使那些环区段的相邻端部保持分开。这种可调节联接装置可以与迫使所述多个环区段径向向外的致动装置组合使用(以便设定增加的区段间间隔)。
[0016]在示例中，可调节联接装置可以包括偏置装置，该偏置装置被配置成促使这些环区段的相邻端部分开。
[0017]在示例中，可调节联接装置可以包括致动器，该致动器可操作成改变环区段的相邻端部之间的区段间间隔。调节该对相邻环区段之间的区段间间隔的步骤例如可以包括：操作致动器以促使该对相邻环区段分开。
[0018]换句话说，致动器可以被操作成产生促使环区段的相邻端部分开(抵抗管状风力涡轮机结构的内表面的阻力)的致动力。
[0019]在示例中，致动器可以是线性致动器。例如，可以通过致动器在环区段的相邻端部之间的线性扩张来产生致动力。在其它示例中，致动器可以是旋转致动器。
[0020]例如，致动器可以是以下中的一者：气动致动器；机械致动器；液压致动器；或者电动致动器。
[0021]在示例中，线性致动器可以包括被连接在该对相邻环区段之间的丝杠(leadscrew)机构。该丝杠机构例如可操作成促使该对相邻环区段分开。
[0022]可选地，丝杠机构可以在环区段的相邻端部处接合一对相对的壁。
[0023]在示例中，可调节联接装置可以采取紧固装置(fastening arrangement)的形式。该紧固装置可以包括该丝杠机构，该丝杠机构例如可以包括：该紧固装置的螺杆、第一紧固部件、以及第二紧固部件。可以将第一紧固部件和第二紧固部件安装在该对相对的壁之间
的螺杆上，其中第一紧固部件抵承所述相对的壁中的第一壁，而第二紧固部件抵承所述相对的壁中的第二壁。操作丝杠机构的步骤例如可以包括：沿着螺杆转动第一紧固部件和第二紧固部件中的至少一个紧固部件，以增加第一紧固部件与第二紧固部件之间的距离，并由此促使该对相邻环区段分开。
[0024]以这种方式，环加强件可依靠相邻环区段之间的还用于将相邻环区段联接在一起的紧固装置来调节。
[0025]在示例中，所述方法还可以包括以下步骤：通过固定该对相邻环区段之间的区段间间隔，来确保(secure)环加强件与管状风力涡轮机结构之间的接合。在这种背景下，区段间间隔可以通过永久装置进行刚性固定。
[0026]固定该对相邻环区段之间的区段间间隔的步骤例如包括：在该对相邻环区段之间连结分隔部件。分隔部件可以被配置成基本上抑制相邻环区段的相对移动。
[0027]在一示例中，在该对相邻环区段之间连结分隔部件的步骤可以包括：将分隔部件焊接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用径向可调节环加强件来加固管状风力涡轮机结构的方法，所述环加强件包括通过联接装置联接在一起的一对相邻环区段，所述联接装置被配置成允许通过改变那些环区段的相邻端部之间的区段间间隔来径向调节所述环加强件，所述方法包括以下步骤：将所述环加强件定位在所述管状风力涡轮机结构内的加固位置处；以及调节所述一对相邻环区段之间的所述区段间间隔，以增加所述环加强件的半径；并且由此利用径向力来接合所述管状风力涡轮机结构的内表面，所述径向力借助于所述环加强件与所述管状风力涡轮机结构之间的摩擦来将所述环加强件保持在所述加固位置处。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述联接装置采取可调节联接装置的形式，所述可调节联接装置能够操作成控制所述一对相邻环区段之间的所述区段间间隔，并且其中，调节所述一对相邻环区段之间的所述区段间间隔的步骤包括：操作所述可调节联接装置。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述可调节联接装置包括致动器，所述致动器能够操作成改变所述环区段的所述相邻端部之间的所述区段间间隔，并且其中，调节所述一对相邻环区段之间的所述区段间间隔的步骤包括：操作所述致动器以促使所述一对相邻环区段分开。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述致动器是以下中的一者：气动致动器；机械致动器；液压致动器；或者电动致动器。5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中，所述致动器是线性致动器。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述线性致动器包括丝杠机构，所述丝杠机构被连接在所述一对相邻环区段之间，并且其中，所述丝杠机构能够操作成促使所述一对相邻环区段分开。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述丝杠机构在所述环区段的所述相邻端部处接合一对相对的壁。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述可调节联接装置采取紧固装置的形式，并且所述丝杠机构是机械致动器，所述机械致动器包括：所述紧固装置的螺杆、第一紧固部件、以及第二紧固部件；其中，所述第一紧固部件和所述第二紧固部件被安装在所述一对相对的壁之间的所述螺杆上，其中，所述第一紧固部件抵承所述相对的壁中的第一壁，而所述第二紧固部件抵承所述相对的壁中的第二壁；并且其中，操作所述丝杠机构的步骤包括：沿着所述螺杆转动所述第一紧固部件和所述第二紧固部件中的至少一个紧固部件，以增加所述第一紧固部件与所述第二紧固部件之间的距离，并且由此促使所述一对相邻环区段分开。9.根据任一前述权利要求所述的方法，所述方法还包括以下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：